恒流源模块的制作方法

本实用新型涉及一种恒流源模块，具体地涉及飞机燃滑油附件测试技术领域，尤其涉及伺服阀、活门等测试装置。

背景技术：

飞机上很多燃滑油附件，比如伺服阀、活门等的作动都需要恒流源来驱动，目前市场上存在较多成熟的PCI或PXI型恒流源板卡，但价格昂贵、实时性较差。

技术实现要素：

本实用新型是针对现有技术中存在的以上问题，基于FPGA嵌入式系统开发的恒流源模块，可靠性以及实时性较高，能够给伺服阀、活门等附件提供精准的电流源。

本实用新型的技术方案为：

一种恒流源模块，该恒流源模块包括FPGA嵌入式系统、CPLD、AD/DA转换器、CCS电路、I/O连接器、电源模块和EEPROM，FPGA嵌入式系统用于通过 SPI协议将电流输出信息传递给模块内的CPLD，所述CPLD用于将电流信息转化为电压信息并通过SPI协议将电压信息传递给DA芯片，DA芯片输出电压为 0-10V，所述CCS电路用于将所述电压信息转化为所需的电流，AD芯片用于通过采集输出端采样电阻两端的电压值来获取输出电流值，并通过SPI协议将电流值传递给CPLD，所述EEPROM存有模块的标定数据，其用于通过SPI协议将标定数据传递给CPLD，所述I/O连接器引入24V直流电，其用于输出调节后的电流，所述电源模块用于将引入的24V直流电转化为CCS电路以及AD、DA芯片所需的电源。

附图说明

为了更容易理解本实用新型的技术方案和有益的技术效果，通过参照在附图中示出的本实用新型的具体实施方式来对本申请进行详细的描述。该附图仅绘出了本申请的典型实施方式，并不构成对本申请的保护范围的限制，其中：

图1是根据本实用新型的一个实施方式的恒流源模块的结构组成框图。

图2是±100mA恒流源电路仿真图。

图3是±300mA恒流源电路仿真图。

图4是为±1A恒流源电路仿真图。

具体实施方式

图1是根据本实用新型的一个实施方式的恒流源模块的结构组成框图。该恒流源模块包括FPGA嵌入式系统、CPLD、AD/DA转换器、CCS电路、I/O连接器、电源模块和EEPROM。上层FPGA嵌入式系统通过SPI协议将电流输出信息传递给模块内的CPLD，CPLD通过运算将电流信息转化为电压信息，然后通过SPI协议传递给DA芯片，DA芯片输出0-10V电压，CCS恒流源电路将电压转化为所需的电流，AD芯片再通过采集输出端采样电阻两端的电压值来获取输出电流值，然后通过SPI协议传递给CPLD，CPLD通过比较设定值以及反馈值，然后进行PID 运算得到新的输出值。EEPROM存有模块的标定数据，其通过SPI协议将标定数据传递给CPLD，CPLD根据标定数据对设定值进行调整使得输出精度达到要求。 I/O连接器引入24V直流电，输出调节后的电流。引入的24V直流电经过电源模块转化为CCS电路以及AD、DA芯片所需的电源。

图2-图4分别为±100mA、±300mA和±1A恒流源电路仿真图。本实用新型提供了±100mA、±300mA以及±1A恒流源电路的解决方案，不同的恒流源电路可满足不同的范围输出要求，并可以通过改变电阻的阻值自定义输出范围。

根据图2可列出以下关系式：

其中R₂＝R₃＝R₄＝R₆＝10kΩ，R₁₀＝18kΩ，R₁₁＝2kΩ，带入式(2-1)、(2-2)、 (2-3)、(2-4)可得式(2-5)。

其中：输入信号Uo为板卡上AO接口输出的±10V电压信号。R1＝10Ω，所以输出电流只与输入电压有关，范围为±100mA。

根据图3可列出以下关系式：

其中R₃＝R₄＝R₁₂＝10kΩ，R₂＝R₆＝30kΩ，R₁₀＝18kΩ，R₁₁＝2kΩ，R₁₃＝20kΩ，带入式(2-6)、(2-7)、(2-8)、(2-9)、(2-10)可得式(2-11)。

其中：输入信号Uo为板卡上AO接口输出的±10V电压信号。R1＝10Ω，所以输出电流只与输入电压有关，范围为±300mA。

±1A恒流源模块仿真电路与±300mA电路大致相同只是攻放换成带载能力更强的OPA544，还有R₁₀＝29kΩ，R₁₁＝1kΩ，这样可得关系式(2-12)。

其中：输入信号Uo为板卡上AO接口输出的±10V电压信号。R1＝1Ω，所以输出电流只与输入电压有关，范围为±1A。

该实用新型可以实现民航飞机附件绝大多数测试恒流源的需求，电流输出范围可达±1A。

本实用新型可以以其他具体的形式进行体现，但并不会脱离本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围仅由所附的权利要求限定。